Pochody mikrosveta sa riadia zákonitosťami, ktoré sú ťažko pochopiteľné aj fundovaným vedcom a pre nás, laikov, odchovaných newtonovskou fyzikou sú čistou mystikou. Tam „dole“ veci jednoducho fungujú inak. Nedôveru v kvantovú fyziku mali aj takí titani fyziky ako Albert Einstein.
Jedným (ale nie jediným) z dôvodov je, že kvantová mechanika spochybňuje axióm o rýchlosti svetla vo vákuu ako maximálnej rýchlosti vo vesmíre.
O odporcov kvantovej mechaniky nie je núdza
Einsteinov-Podolského-Rosenov paradox – tiež známy ako EPR paradox, je dôsledok kvantovej teórie: pokiaľ mali dve častice (systémy) vo svojej histórii niečo spoločné (interagovali spolu), potom meranie uskutočnené v jednom zo stavov vedie k okamžitej zmene stavu druhého systému a to dokonca i v prípade, že tieto systémy sú veľmi vzdialené. Vo vede sa EPR paradox nazýva aj „kvantovým strašidlom“, pretože ak by sa mala informácia medzi vzdialenými časticami preniesť okamžite, musela by prevýšiť rýchlosť svetla, čo teória relativity nepripúšťa.
POZRITE SI: Novoobjavená častica-antičastica je, aj nie je senzáciou
Albert Einstein a jeho spolupracovníci Boris Podolsky a Nathan Rosen publikovali už v roku 1935 tri hlavné výhrady voči kvantovej mechanike. Prvou bol problém nelokalizácie, keď k zmene stavu jedného systému môže dôjsť v dôsledku merania iného vzdialeného systému. Vedci považovali ďalej za neprijateľné, aby meranie jednej veličiny vylučovalo merania druhej „komplementárnej“ veličiny (napríklad súčasné meranie hybnosti a polohy). Posledná výhrada sa týkala vnútornej náhodnosti a nemožnosti presnej predpovede javov.
Preto tvrdili, že kvantová teória je nekompletná a v budúcnosti bude nahradená komplexnejšou teóriou, ktorá bude rešpektovať obmedzenia rýchlosti svetla, všetky fyzikálne veličiny budú mať presne definované hodnoty a teória umožní úplnú predpoveď kvantových javov.
POZRITE SI: Vedci potvrdili Big Bang aj Einsteina
Sám Einstein až do smrti pracoval na jednotnej teórii poľa, ktorá mala zastrešiť kvantovú mechaniku, aj obecnú teóriu relativity, k riešeniu však nedospel.
Takže predsa! Informácia sa môže šíriť rýchlejšie ako svetlo
Vedci z austrálskej Griffith University a japonskej University of Tokyo potvrdili, že „kvantové strašidlo“ naozaj existuje a funguje.
V experimente prúd fotónov z lasera nasmerovali na splitter, pričom polovica lúča bola odrazená a polovica prenesená. Oba zväzky fotónov smerovali do dvoch oddelených laboratórií nazvaných „Alice“ a „Bob“. Jediný fotón prenesený pri pokuse bol rozdelený splitterom na dva. Pred meraním sa fotón nachádzal v stave „superpozície“, tzn. mohol sa vyskytovať na dvoch miestach súčasne.
Pár spriahnutých častíc vykazuje pri meraní komplementárne vlastnosti. Obr.: Universe Review
Laboratórium Alice použilo ako referenčný zdroj na meranie fázy fotónov laser. Sínusová vlna svetla mohla meniť fázu od 0 do 180 stupňov. Ak Alice zmenila fázu fotónu, zmenila sa fáza aj u fotónu v laboratóriu Bob, prípadne druhý fotón zmizol (ak dosiahol fázu 0). Inak povedané fotóny v laboratóriu Bob boli anti-korelované a ich stav závisel od toho, či a čo vedci v laboratóriu Alice merali.
POZRITE SI: Vedci zo Stanfordu urobili krok k fotonickým počítačom
Výmena informácie medzi časticami sa deje bez prenosu signálu, ktorý by sme dokázali fyzikálne definovať (chýba nosič tejto informácie, resp. nepoznáme dnes takúto energiu) a jej šírenie pritom mnohonásobne (až 10 000x) prevyšuje rýchlosť svetla. O výskume informoval portál Mashable podľa magazínu Nature Communications.
Qubit je základnou jednotkou informácie v kvantových počítačoch. Obr.: Wikipedia
Vedci tak našli ojedinelý príklad, keď teória relativity neplatí. Nemusí to však byť také zlé, lebo v tomto prípade sa nadsvetelnou rýchlosťou šíri len informácia (hoci netušíme ako) a nie hmotné častice.
Zmeny kvantových stavov elementárnych častíc sa však stanú základom kvantových počítačov, ktoré môžu využiť aj rýchlosť šírenia informácie pri EPR paradoxe. Opäť sa tak potvrdí, že určité fyzikálne javy budeme vedieť prakticky využiť, aj keď nebudeme mať vedomosti o ich pravej podstate. Nakoniec, ani pračlovek nemal pri využívaní ohňa problém kvôli neznalosti chémie.
Zdroj: Mashable